一種空間球面體機(jī)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種空間球面體機(jī)構(gòu)，包括上半球面體機(jī)構(gòu)和下半球面體機(jī)構(gòu)。所述上半球面體機(jī)構(gòu)包括圓形底面構(gòu)件、六個(gè)三圓弧桿組件、六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿、六個(gè)圓弧連桿；下半球面體機(jī)構(gòu)與上半球面體機(jī)構(gòu)完全相同，運(yùn)動(dòng)過(guò)程也相同，只是在形成下半球面體的時(shí)候，所述六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿向下翻轉(zhuǎn)，形成下半球面體，當(dāng)上半球面體機(jī)構(gòu)和下半球面體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，形成一個(gè)完整的球面體機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與空間球面體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。所述空間球面體機(jī)構(gòu)能夠應(yīng)用于包裝機(jī)器人、現(xiàn)代制造業(yè)、航空航天以及其他工業(yè)領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種空間球面體機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，特別是一種空間球面體機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景
[0002]機(jī)構(gòu)學(xué)是著重研究機(jī)械中機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題的學(xué)科。機(jī)構(gòu)學(xué)形成于18世紀(jì)的第一次工業(yè)革命時(shí)期，從機(jī)械力學(xué)中獨(dú)立出來(lái)。從歷史發(fā)展來(lái)看，機(jī)構(gòu)學(xué)的研究和應(yīng)用主要經(jīng)歷了三個(gè)階段:機(jī)構(gòu)的啟蒙與發(fā)展時(shí)期、機(jī)構(gòu)的快速發(fā)展時(shí)期、現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)。在機(jī)構(gòu)學(xué)的快速發(fā)展時(shí)期，機(jī)構(gòu)學(xué)逐漸成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，控制論與信息技術(shù)的發(fā)展使機(jī)構(gòu)學(xué)發(fā)展成為現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)。機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域主要針對(duì)三個(gè)核心問(wèn)題進(jìn)行研究，即機(jī)構(gòu)的構(gòu)型原理與新機(jī)構(gòu)的發(fā)明創(chuàng)造，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)性能評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新是機(jī)械設(shè)計(jì)中的永恒主題，要設(shè)計(jì)出新穎、合理、有用的機(jī)構(gòu)需要實(shí)踐與理論的綜合。目前，機(jī)構(gòu)學(xué)的研究已取得了一定的成果，但在機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面仍需要更大的進(jìn)步。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提出一種空間球面體機(jī)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法，所述機(jī)構(gòu)能夠在平面構(gòu)型與空間球面體構(gòu)型間轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)在平面拓?fù)渑c空間球面體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之間變化。在初始位置時(shí)，所述機(jī)構(gòu)各鉸鏈位于同一平面內(nèi)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各個(gè)鉸鏈處于空間位置，通過(guò)桿件以及鉸鏈的合并最終成為球面體構(gòu)型。
[0004]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種空間球面體機(jī)構(gòu)，包括上半球面體機(jī)構(gòu)和下半球面體機(jī)構(gòu)。
[0005]所述上半球面體機(jī)構(gòu)包括圓形底面構(gòu)件、六個(gè)三圓弧桿組件、六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿、六個(gè)圓弧連桿。
[0006]所述圓形底面構(gòu)件包括第一底面圓弧桿、第二底面圓弧桿、第三底面圓弧桿、第四底面圓弧桿、第五底面圓弧桿和第六底面圓弧桿,所述第一底面圓弧桿一端與第二底面圓弧桿一端通過(guò)第一鉸鏈連接，第二底面圓弧桿另一端與第三底面圓弧桿一端通過(guò)第二鉸鏈連接，第三底面圓弧桿另一端與第四底面圓弧桿一端通過(guò)第三鉸鏈連接，第四底面圓弧桿另一端與第五底面圓弧桿一端通過(guò)第四鉸鏈連接，第五底面圓弧桿另一端與第六底面圓弧桿一端通過(guò)第五鉸鏈連接，第六底面圓弧桿另一端與第一底面圓弧桿另一端通過(guò)第六鉸鏈連接。
[0007]所述六個(gè)三圓弧桿組件包括第一三圓弧桿組件、第二三圓弧桿組件、第三三圓弧桿組件、第四三圓弧桿組件、第五三圓弧桿組件和第六三圓弧桿組件，所述第一三圓弧桿組件由第一三圓弧桿組件的圓弧桿一、第一三圓弧桿組件的圓弧桿二和第一三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第一三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第一三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)B接，第一三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第一三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)B接，第一三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第一三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第二三圓弧桿組件由第二三圓弧桿組件的圓弧桿一、第二三圓弧桿組件的圓弧桿二和第二三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第二三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第二三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈七連接，第二三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第二三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)倪B接，第二三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端和第二三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第三三圓弧桿組件由第三三圓弧桿組件的圓弧桿一、第三三圓弧桿組件的圓弧桿二和第三三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第三三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第三三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈八連接，第三三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第三三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)暹B接，第三三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第三三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第四三圓弧桿組件由第四三圓弧桿組件的圓弧桿一、第四三圓弧桿組件的圓弧桿二和第四三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第四三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第四三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈九連接，第四三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第四三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)B接，第四三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第四三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第五三圓弧桿組件由第五三圓弧桿組件的圓弧桿一、第五三圓弧桿組件的圓弧桿二和第五三圓弧桿組件的圓弧桿三組成,第五三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第五三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)B接，第五三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第五三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)哌B接，第五三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第五三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第六三圓弧桿組件由第六三圓弧桿組件的圓弧桿一、第六三圓弧桿組件的圓弧桿二和第六三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第六三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第六三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)贿B接，第六三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第六三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)十八鉸鏈連接，第六三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第六三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)。
[0008]所述六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿包括第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿，所述第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈一和鉸鏈七上；第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈二和鉸鏈八上；第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈三和鉸鏈九上；第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈四和鉸鏈?zhǔn)?；第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈五和鉸鏈?zhǔn)簧?；第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈六和鉸鏈?zhǔn)稀?br> [0009]所述六個(gè)圓弧連桿包括第一圓弧連桿、第二圓弧連桿、第三圓弧連桿、第四圓弧連桿、第五圓弧連桿和第六圓弧連桿，所述第一圓弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)豌q鏈七上；第二圓弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)暮豌q鏈八上；第三圓弧連桿兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)搴豌q鏈九上；第四圓弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)豌q鏈?zhǔn)希坏谖鍒A弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)吆豌q鏈?zhǔn)簧?；第六圓弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)撕豌q鏈?zhǔn)稀?br> [0010]所述下半球面體機(jī)構(gòu)與上半球面體機(jī)構(gòu)完全相同，運(yùn)動(dòng)過(guò)程也相同，只是在形成下半球面體的時(shí)候，六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿向下翻轉(zhuǎn)，形成下半球面體，當(dāng)上半球面體機(jī)構(gòu)和下半球面體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，形成一個(gè)完整的球面體機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與空間球面體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。
[0011]所述上半球面體機(jī)構(gòu)在初始狀態(tài)時(shí)，連接圓形底面構(gòu)件、六個(gè)三圓弧桿組件、六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿、六個(gè)圓弧連桿的所有鉸鏈位于同一平面內(nèi)，是一平面構(gòu)型；鉸鏈一、鉸鏈二、鉸鏈三、鉸鏈四、鉸鏈五和鉸鏈六位于所述圓形底面構(gòu)件的六個(gè)等分點(diǎn)位置；第一三圓弧桿組件的圓弧桿一和第一三圓弧桿組件的圓弧桿二、第二三圓弧桿組件的圓弧桿一和第二三圓弧桿組件的圓弧桿二、第三三圓弧桿組件的圓弧桿一和第三三圓弧桿組件的圓弧桿二、第四三圓弧桿組件的圓弧桿一和第四三圓弧桿組件的圓弧桿二、第五三圓弧桿組件的圓弧桿一和第五三圓弧桿組件的圓弧桿二、第六三圓弧桿組件的圓弧桿一和第六三圓弧桿組件的圓弧桿二的長(zhǎng)度以及曲率半徑均相同；所述六個(gè)圓弧連桿的第一圓弧連桿、第二圓弧連桿、第三圓弧連桿、第四圓弧連桿、第五圓弧連桿和第六圓弧連桿的長(zhǎng)度以及曲率半徑均相同并且等于第一三圓弧桿組件的圓弧桿一和第一三圓弧桿組件的圓弧桿二、第二三圓弧桿組件的圓弧桿一和第二三圓弧桿組件的圓弧桿二、第三三圓弧桿組件的圓弧桿一和第三三圓弧桿組件的圓弧桿二、第四三圓弧桿組件的圓弧桿一和第四三圓弧桿組件的圓弧桿二、第五三圓弧桿組件的圓弧桿一和第五三圓弧桿組件的圓弧桿二、第六三圓弧桿組件的圓弧桿一和第六三圓弧桿組件的圓弧桿二的長(zhǎng)度和曲率半徑；所述六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿的曲率半徑均相同且曲率半徑等于六個(gè)圓弧連桿的曲率半徑也等于圓形底面構(gòu)件的曲率半徑；第一三圓弧桿組件的圓弧桿三、第二三圓弧桿組件的圓弧桿三、第三三圓弧桿組件的圓弧桿三、第四三圓弧桿組件的圓弧桿三、第五三圓弧桿組件的圓弧桿三和第六三圓弧桿組件的圓弧桿三的長(zhǎng)度和曲率半徑相同，其長(zhǎng)度和曲率半徑與圓形底面構(gòu)件以及六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿有關(guān)；第一圓弧連桿與第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第二圓弧連桿與第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第三圓弧連桿與第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第四圓弧連桿與第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第五圓弧連桿與第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第六圓弧連桿和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和，這六者相同并且等于圓形底面構(gòu)件的圓周長(zhǎng)的四分之一。
[0012]所述上半球面體機(jī)構(gòu)在形成上半球面體時(shí)，第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿分別繞著鉸鏈一、鉸鏈二、鉸鏈三、鉸鏈四、鉸鏈五和鉸鏈六向上轉(zhuǎn)動(dòng)，一直轉(zhuǎn)動(dòng)到鉸鏈?zhǔn)q鏈?zhǔn)?、鉸鏈?zhǔn)?、鉸鏈?zhǔn)?、鉸鏈?zhǔn)吆豌q鏈?zhǔn)酥睾?，此時(shí)，所述六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿中的第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿分別與所述六個(gè)圓弧連桿中第一圓弧連桿、第二圓弧連桿、第三圓弧連桿、第四圓弧連桿、第五圓弧連桿和第六圓弧連桿位于同一圓上；第一圓弧連桿、第一三圓弧桿組件的圓弧桿二、第二三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第二圓弧連桿、第二三圓弧桿組件的圓弧桿、第三三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第三圓弧連桿、第三三圓弧桿組件的圓弧桿二、第四三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第四圓弧連桿、第四三圓弧桿組件的圓弧桿二、第五三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第五圓弧連桿、第五三圓弧桿組件的圓弧桿二、第六三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第六圓弧連桿、第六三圓弧桿組件的圓弧桿二、第一三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重
入
口 ο
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、新穎，適用于包裝機(jī)器人、現(xiàn)代制造業(yè)、航空航天以及其他工業(yè)領(lǐng)域。
[0015]2、實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)平面拓?fù)渑c空間球面體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)間變換?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述的空間球面體機(jī)構(gòu)的上半球面體的平面構(gòu)態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明所述的空間球面體機(jī)構(gòu)的上半球面體的平面構(gòu)態(tài)時(shí)的前視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明所述的空間球面體機(jī)構(gòu)的上半球面體的第一種工作狀態(tài)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明所述的空間球面體機(jī)構(gòu)的上半球面體的第二種工作狀態(tài)示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明所述的空間球面體機(jī)構(gòu)的上半球面體的第三種工作狀態(tài)示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明所述的空間球面體機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明所述的空間球面體機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，所述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]如圖1所示，一種空間球面體機(jī)構(gòu)，包括上半球面體機(jī)構(gòu)和下半球面體機(jī)構(gòu)，
[0025]所述上半球面體機(jī)構(gòu)包括圓形底面構(gòu)件、六個(gè)三圓弧桿組件、六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿、六個(gè)圓弧連桿。
[0026]所述圓形底面構(gòu)件為六個(gè)部分，分別為第一底面圓弧桿1、第二底面圓弧桿2、第三底面圓弧桿3、第四底面圓弧桿4、第五底面圓弧桿5和第六底面圓弧桿6。第一底面圓弧桿I的一端與第二底面圓弧桿2的一端通過(guò)鉸鏈一 J-1連接，第二底面圓弧桿2的另一端與第三底面圓弧桿3的一端通過(guò)鉸鏈二 J-2連接，第三底面圓弧桿3的另一端與第四底面圓弧桿4的一端通過(guò)鉸鏈三J-3連接，第四底面圓弧桿4的另一端與第五底面圓弧桿5的一端通過(guò)鉸鏈四J-4連接，第五底面圓弧桿5的另一端與第六底面圓弧桿6的一端通過(guò)鉸鏈五J-5連接，第六底面圓弧桿6的另一端與第一底面圓弧桿I的另一端通過(guò)鉸鏈六J-6連接。
[0027]所述六個(gè)三圓弧桿組件為第一三圓弧桿組件7、第二三圓弧桿組件8、第三三圓弧桿組件9、第四三圓弧桿組件10、第五三圓弧桿組件11和第六三圓弧桿組件12。所述第一三圓弧桿組件7由第一三圓弧桿組件的圓弧桿一 7-1、所述第一三圓弧桿組件的圓弧桿二 7-2和第一三圓弧桿組件的圓弧桿三7-3組成。第一三圓弧桿組件的圓弧桿一 7-1的一端與第一三圓弧桿組件的圓弧桿三7-3的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)?J-12連接，第一三圓弧桿組件的圓弧桿一 7-1的另一端與第一三圓弧桿組件的圓弧桿二 7-2的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)齁-13連接，第一三圓弧桿組件的圓弧桿二 7-2的另一端與第一三圓弧桿組件的圓弧桿三7-3的另一端固結(jié)；所述第二三圓弧桿組件8由第二三圓弧桿組件的圓弧桿一 8-1、第二三圓弧桿組件的圓弧桿二 8-2和第二三圓弧桿組件的圓弧桿三8-3組成，第二三圓弧桿組件的圓弧桿一 8-1的一端與第二三圓弧桿組件的圓弧桿三8-3的一端通過(guò)鉸鏈七J-7連接，第二三圓弧桿組件的圓弧桿一 8-1的另一端與第二三圓弧桿組件的圓弧桿二 8-2的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)腏-14連接，第二三圓弧桿組件的圓弧桿二 8-2的另一端和第二三圓弧桿組件的圓弧桿三8-3的另一端固結(jié)；所述第三三圓弧桿組件9由第三三圓弧桿組件的圓弧桿一 9-1、第三三圓弧桿組件的圓弧桿二 9-2和第三三圓弧桿組件的圓弧桿三9-3組成，第三三圓弧桿組件的圓弧桿一 9-1的一端與第三三圓弧桿組件的圓弧桿三9-3的一端通過(guò)鉸鏈八J-8連接，第三三圓弧桿組件的圓弧桿一 9-1的另一端與第三三圓弧桿組件的圓弧桿二 9-2的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)錔-15連接，第三三圓弧桿組件的圓弧桿二 9-2的另一端與第三三圓弧桿組件的圓弧桿三9-3的另一端固結(jié)；所述第四三圓弧桿組件10由第四三圓弧桿組件的圓弧桿一 10-1、第四三圓弧桿組件的圓弧桿二 10-2和第四三圓弧桿組件的圓弧桿三10-3組成，第四三圓弧桿組件的圓弧桿一 10-1的一端與第四三圓弧桿組件的圓弧桿三10-3的一端通過(guò)鉸鏈九J-9連接，第四三圓弧桿組件的圓弧桿一 10-1的另一端與第四三圓弧桿組件的圓弧桿二 10-2的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)鵍-16連接，第四三圓弧桿組件的圓弧桿二 10-2的另一端與第四三圓弧桿組件的圓弧桿三10-3的另一端固結(jié)；所述第五三圓弧桿組件11由第五三圓弧桿組件的圓弧桿一 11-1、第五三圓弧桿組件的圓弧桿二 11-2和第五三圓弧桿組件的圓弧桿三11-3組成，第五三圓弧桿組件的圓弧桿一 11-1的一端與第五三圓弧桿組件的圓弧桿三11-3的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)甁-1O連接，第五三圓弧桿組件的圓弧桿一 11-1的另一端與第五三圓弧桿組件的圓弧桿二 11-2的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)逬-17連接，第五三圓弧桿組件的圓弧桿二 11-2的另一端與第五三圓弧桿組件的圓弧桿三11-3的另一端固結(jié)；所述第六三圓弧桿組件12由第六三圓弧桿組件的圓弧桿一 12-1、第六三圓弧桿組件的圓弧桿二 12-2和第六三圓弧桿組件的圓弧桿三12-3組成，第六三圓弧桿組件的圓弧桿一 12-1的一端與第六三圓弧桿組件的圓弧桿三12-3的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)?J-1l連接，第六三圓弧桿組件的圓弧桿一 12-1的另一端與第六三圓弧桿組件的圓弧桿二 12-2的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)薐-18連接，第六三圓弧桿組件的圓弧桿二 12-2的另一端與第六三圓弧桿組件的圓弧桿三12-3的另一端固結(jié)。
[0028]所述六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿為第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿13、第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿14、第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿15、第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿16、第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿17和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿18。所述第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿13的兩端分別連接在鉸鏈一 J-1和鉸鏈七J-7上；所述第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿14的兩端分別連接在鉸鏈二 J-2和鉸鏈八J-8上；所述第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿15的兩端分別連接在鉸鏈三J-3和鉸鏈九J-9上；所述第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿16的兩端分別連接在鉸鏈四J-4和鉸鏈?zhǔn)甁-1O上；所述第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿17的兩端分別連接在鉸鏈五J-5和鉸鏈?zhǔn)?J-1l上；所述第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿
18的兩端分別連接在鉸鏈六J-6和鉸鏈?zhǔn)?J-12上。
[0029]所述六個(gè)圓弧連桿為第一圓弧連桿19、第二圓弧連桿20、第三圓弧連桿21、第四圓弧連桿22、第五圓弧連桿23和第六圓弧連桿24。所述第一圓弧連桿19的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)齁-13和鉸鏈七J-7上；所述第二圓弧連桿20的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)腏-14和鉸鏈八J-8上；所述第三圓弧連桿21兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)錔-15和鉸鏈九J-9上；所述第四圓弧連桿22的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)鵍-16和鉸鏈?zhǔn)甁-1O上；所述第五圓弧連桿23的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)逬-17和鉸鏈?zhǔn)?J-1l上；所述第六圓弧連桿24的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)薐-18和鉸鏈?zhǔn)?J-12上。
[0030]所述上半球面體機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法:在初始狀態(tài)時(shí)，連接圓形底面、六個(gè)三圓弧桿組件、六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿、六個(gè)圓弧連桿的所有鉸鏈位于同一平面內(nèi)，是一平面構(gòu)型；鉸鏈一J-1、鉸鏈二 J-2、鉸鏈三J-3、鉸鏈四J-4、鉸鏈五J-5和鉸鏈六J-6位于所述圓形底面的六個(gè)等分點(diǎn)位置；第一三圓弧桿組件的圓弧桿一 7-1和第一三圓弧桿組件的圓弧桿二 7-2、第二三圓弧桿組件的圓弧桿一 8-1和第二三圓弧桿組件的圓弧桿二 8-2、第三三圓弧桿組件的圓弧桿一 9-1和第三三圓弧桿組件的圓弧桿二 9-2、第四三圓弧桿組件的圓弧桿一 10-1和第四三圓弧桿組件的圓弧桿二 10-2、第五三圓弧桿組件的圓弧桿一 11-1和第五三圓弧桿組件的圓弧桿二 11-2、第六三圓弧桿組件的圓弧桿一 12-1和第六三圓弧桿組件的圓弧桿二 12-2的長(zhǎng)度以及曲率半徑均相同；所述六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿的曲率半徑均相同且曲率半徑等于六個(gè)圓弧連桿的曲率半徑也等于圓形底面構(gòu)件的曲率半徑；第一三圓弧桿組件的圓弧桿三7-3、第二三圓弧桿組件的圓弧桿三8-3、第三三圓弧桿組件的圓弧桿三9-3、第四三圓弧桿組件的圓弧桿三10-3、第五三圓弧桿組件的圓弧桿三11-3和第六三圓弧桿組件的圓弧桿三12-3的長(zhǎng)度和曲率半徑相同，其長(zhǎng)度與圓形底面構(gòu)件的半徑有關(guān)；第一圓弧連桿
19與第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿13的長(zhǎng)度之和、第二圓弧連桿20與第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿14的長(zhǎng)度之和、第三圓弧連桿21與第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿15的長(zhǎng)度之和、第四圓弧連桿22與第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿16的長(zhǎng)度之和、第五圓弧連桿23與第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿17的長(zhǎng)度之和、第六圓弧連桿24和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿18的長(zhǎng)度之和，這六者相同并且等于圓形底面構(gòu)件的圓周長(zhǎng)的四分之一。
[0031]所述機(jī)構(gòu)在形成上半球面體機(jī)構(gòu)時(shí)做以下變化:第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿13、第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿14、第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿15、第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿16、第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿17和翻轉(zhuǎn)圓弧桿18六分別繞著鉸鏈一 J-1、鉸鏈二 J-2、鉸鏈三J-3、鉸鏈四J-4、鉸鏈五J-5和鉸鏈六J-6向上轉(zhuǎn)動(dòng)，一直轉(zhuǎn)動(dòng)到鉸鏈?zhǔn)齁-13、鉸鏈?zhǔn)腏-14、鉸鏈?zhǔn)錔-15、鉸鏈?zhǔn)鵍-16、鉸鏈?zhǔn)逬-17和鉸鏈?zhǔn)薐-18重合。此時(shí),六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿中的第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿13、第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿14、第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿15、第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿16、第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿17和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿18分別與六個(gè)圓弧連桿中第一圓弧連桿19、第二圓弧連桿20、第三圓弧連桿21、第四圓弧連桿22、第五圓弧連桿23和第六圓弧連桿24位于同一圓周上；第一圓弧連桿19、第一三圓弧桿組件的圓弧桿二 7-2、第二三圓弧桿組件的圓弧桿一 8-1，這三個(gè)圓弧桿重合；第二圓弧連桿20、第二三圓弧桿組件的圓弧桿二 8-2、第三三圓弧桿組件的圓弧桿一 9-1，這三個(gè)圓弧桿重合；第三圓弧連桿21、第三三圓弧桿組件的圓弧桿二 9-2、第四三圓弧桿組件的圓弧桿一 10-1，這三個(gè)圓弧桿重合；第四圓弧連桿22、第四三圓弧桿組件的圓弧桿二 10-2、第五三圓弧桿組件的圓弧桿一 11-1，這三個(gè)圓弧桿重合；第五圓弧連桿23、第五三圓弧桿組件的圓弧桿二 11-2、第六三圓弧桿組件的圓弧桿一 12-1，這三個(gè)圓弧桿重合；第六圓弧連桿24、第六三圓弧桿組件的圓弧桿二 12-2、第一三圓弧桿組件的圓弧桿一 7-1，這三個(gè)圓弧桿重合。此時(shí),上半球面體機(jī)構(gòu)形成。
[0032]與此同時(shí)，下半球面體機(jī)構(gòu)的六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿向相反的方向做同樣的變化，這樣最終成為一個(gè)完整的空間球面體構(gòu)型。所述機(jī)構(gòu)在平面構(gòu)型與空間球面體構(gòu)型間轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與空間球面體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)間的變化。
【權(quán)利要求】
1.一種空間球面體機(jī)構(gòu)，包括上半球面體機(jī)構(gòu)和下半球面體機(jī)構(gòu)，其特征在于， 所述上半球面體機(jī)構(gòu)包括圓形底面構(gòu)件、六個(gè)三圓弧桿組件、六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿、六個(gè)圓弧連桿， 所述圓形底面構(gòu)件包括第一底面圓弧桿、第二底面圓弧桿、第三底面圓弧桿、第四底面圓弧桿、第五底面圓弧桿和第六底面圓弧桿，所述第一底面圓弧桿一端與第二底面圓弧桿一端通過(guò)第一鉸鏈連接，第二底面圓弧桿另一端與第三底面圓弧桿一端通過(guò)第二鉸鏈連接，第三底面圓弧桿另一端與第四底面圓弧桿一端通過(guò)第三鉸鏈連接，第四底面圓弧桿另一端與第五底面圓弧桿一端通過(guò)第四鉸鏈連接，第五底面圓弧桿另一端與第六底面圓弧桿一端通過(guò)第五鉸鏈連接，第六底面圓弧桿另一端與第一底面圓弧桿另一端通過(guò)第六鉸鏈連接， 所述六個(gè)三圓弧桿組件包括第一三圓弧桿組件、第二三圓弧桿組件、第三三圓弧桿組件、第四三圓弧桿組件、第五三圓弧桿組件和第六三圓弧桿組件，所述第一三圓弧桿組件由第一三圓弧桿組件的圓弧桿一、第一三圓弧桿組件的圓弧桿二和第一三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第一三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第一三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)B接，第一三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第一三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)B接，第一三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第一三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第二三圓弧桿組件由第 二三圓弧桿組件的圓弧桿一、第二三圓弧桿組件的圓弧桿二和第二三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第二三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第二三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈七連接，第二三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第二三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)倪B接，第二三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端和第二三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第三三圓弧桿組件由第三三圓弧桿組件的圓弧桿一、第三三圓弧桿組件的圓弧桿二和第三三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第三三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第三三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈八連接，第三三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第三三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)暹B接，第三三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第三三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第四三圓弧桿組件由第四三圓弧桿組件的圓弧桿一、第四三圓弧桿組件的圓弧桿二和第四三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第四三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第四三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈九連接，第四三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第四三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)B接，第四三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第四三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第五三圓弧桿組件由第五三圓弧桿組件的圓弧桿一、第五三圓弧桿組件的圓弧桿二和第五三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第五三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第五三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)B接，第五三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第五三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)哌B接，第五三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第五三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)；第六三圓弧桿組件由第六三圓弧桿組件的圓弧桿一、第六三圓弧桿組件的圓弧桿二和第六三圓弧桿組件的圓弧桿三組成，第六三圓弧桿組件的圓弧桿一的一端與第六三圓弧桿組件的圓弧桿三的一端通過(guò)鉸鏈?zhǔn)贿B接，第六三圓弧桿組件的圓弧桿一的另一端與第六三圓弧桿組件的圓弧桿二的一端通過(guò)十八鉸鏈連接，第六三圓弧桿組件的圓弧桿二的另一端與第六三圓弧桿組件的圓弧桿三的另一端固結(jié)，所述六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿包括第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿，所述第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈一和鉸鏈七上；第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈二和鉸鏈八上；第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈三和鉸鏈九上；第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈四和鉸鏈?zhǔn)?；第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈五和鉸鏈?zhǔn)簧希坏诹D(zhuǎn)圓弧桿的兩端分別連接在鉸鏈六和鉸鏈?zhǔn)希? 所述六個(gè)圓弧連桿包括第一圓弧連桿、第二圓弧連桿、第三圓弧連桿、第四圓弧連桿、第五圓弧連桿和第六圓弧連桿，所述第一圓弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)豌q鏈七上；第二圓弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)暮豌q鏈八上；第三圓弧連桿兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)搴豌q鏈九上；第四圓弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)豌q鏈?zhǔn)希坏谖鍒A弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)吆豌q鏈?zhǔn)簧?；第六圓弧連桿的兩端分別連接在鉸鏈?zhǔn)撕豌q鏈?zhǔn)希? 所述下半球面體機(jī)構(gòu)與上半球面體機(jī)構(gòu)完全相同，運(yùn)動(dòng)過(guò)程也相同，只是在形成下半球面體的時(shí)候，六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿向下翻轉(zhuǎn)，形成下半球面體，當(dāng)上半球面體機(jī)構(gòu)和下半球面體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，形成一個(gè)完整的球面體機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與空間球面體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間球面體機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述上半球面體機(jī)構(gòu)在初始狀態(tài)時(shí)，連接圓形底面構(gòu)件、六個(gè)三圓弧桿組件、六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿、六個(gè)圓弧連桿的所有鉸鏈位于同一平面內(nèi)，是一平面構(gòu)型；鉸鏈一、鉸鏈二、鉸鏈三、鉸鏈四、鉸鏈五和鉸鏈六位于所述圓形底面構(gòu)件的六個(gè)等分點(diǎn)位置；第一三圓弧桿組件的圓弧桿一和第一三圓弧桿組件的圓弧桿二、第二三圓弧桿組件的圓弧桿一和第二三圓弧桿組件的圓弧桿二、第三三圓弧桿組件的圓弧桿一和第三三圓弧桿組件的圓弧桿二、第四三圓弧桿組件的圓弧桿一和第四三圓弧桿組件的圓弧桿二、第五三圓弧桿組件的圓弧桿一和第五三圓弧桿組件的圓弧桿二、第六三圓弧桿組件的圓弧桿一和第六三圓弧桿組件的圓弧桿二的長(zhǎng)度以及曲率半徑均相同；所述六個(gè)圓弧連桿的第一圓弧連桿、第二圓弧連桿、第三圓弧連桿、第四圓弧連桿、第五圓弧連桿和第六圓弧連桿的長(zhǎng)度以及曲率半徑均相同并且等于第一三圓弧桿組件的圓弧桿一和第一三圓弧桿組件的圓弧桿二、第二三圓弧桿組件的圓弧桿一和第二三圓弧桿組件的圓弧桿二、第三三圓弧桿組件的圓弧桿一和第三三圓弧桿組件的圓弧桿二、第四三圓弧桿組件的圓弧桿一和第四三圓弧桿組件的圓弧桿二、第五三圓弧桿組件的圓弧桿一和第五三圓弧桿組件的圓弧桿二、第六三圓弧桿組件的圓弧桿一和第六三圓弧桿組件的圓弧桿二的長(zhǎng)度和曲率半徑；所述六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿的曲率半徑均相同且曲率半徑等于六個(gè)圓弧連桿的曲率半徑也等于圓形底面構(gòu)件的曲率半徑；第一三圓弧桿組件的圓弧桿三、第二三圓弧桿組件的圓弧桿三、第三三圓弧桿組件的圓弧桿三、第四三圓弧桿組件的圓弧桿三、第五三圓弧桿組件的圓弧桿三和第六三圓弧桿組件的圓弧桿三的長(zhǎng)度和曲率半徑相同，其長(zhǎng)度和曲率半徑與圓形底面構(gòu)件以及六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿有關(guān)；第一圓弧連桿與第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第二圓弧連桿與第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第三圓弧連桿與第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第四圓弧連桿與第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第五圓弧連桿與第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和、第六圓弧連桿和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿的長(zhǎng)度之和，這六者相同并且等于圓形底面構(gòu)件的圓周長(zhǎng)的四分之一，所述上半球面體機(jī)構(gòu)在形成上半球面體時(shí)，第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿分別繞著鉸鏈一、鉸鏈二、鉸鏈三、鉸鏈四、鉸鏈五和鉸鏈六向上轉(zhuǎn)動(dòng)，一直轉(zhuǎn)動(dòng)到鉸鏈?zhǔn)?、鉸鏈?zhǔn)?、鉸鏈?zhǔn)?、鉸鏈?zhǔn)?、鉸鏈?zhǔn)吆豌q鏈?zhǔn)酥睾?，此時(shí)，所述六個(gè)翻轉(zhuǎn)圓弧桿中的第一翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第二翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第三翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第四翻轉(zhuǎn)圓弧桿、第五翻轉(zhuǎn)圓弧桿和第六翻轉(zhuǎn)圓弧桿分別與所述六個(gè)圓弧連桿中第一圓弧連桿、第二圓弧連桿、第三圓弧連桿、第四圓弧連桿、第五圓弧連桿和第六圓弧連桿位于同一圓上；第一圓弧連桿、第一三圓弧桿組件的圓弧桿二、第二三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第二圓弧連桿、第二三圓弧桿組件的圓弧桿、第三三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第三圓弧連桿、第三三圓弧桿組件的圓弧桿二、第四三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第四圓弧連桿、第四三圓弧桿組件的圓弧桿二、第五三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第五圓弧連桿、第五三圓弧桿組件的圓弧桿二、第六三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合；第六圓弧連桿、第六三圓弧桿組件的圓弧桿二、第一三圓弧桿組件的圓弧桿一，這三個(gè)圓弧桿重合。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK103963046SQ201410145228
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】王汝貴, 鄭安平, 吳曉波, 楊洲, 鄒清明, 李燁勛, 陳輝慶 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)